伺服電機好像數控車床的雙眼，在數控車床上的運用許多，關鍵有偏移精確測量、主軸軸承部位操縱、限速、在溝通交流伺服電機電機中的運用、零標示單脈沖用以回機床坐標系操縱等5個。
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偏移精確測量
伺服電機在數控車床中用以操作臺或刀臺的平行線偏移精確測量時會二種安裝方法：
一要和伺服電機電機同一軸線聯接一起（稱之為內裝伺服電機），伺服電機電機再和滾珠絲桿連接，伺服電機在走刀傳動齒輪的前端開發，如圖所示1（a）圖示；二是伺服電機聯接在滾珠絲桿尾端（稱之為吸收合并伺服電機），如圖所示1（b）圖示。因為后面一種包括的走刀傳動齒輪偏差比兩者多，因而在半閉環伺服系統中，后面一種的部位線性度比兩者高。
（a）內裝式 （b）分立式
1—交流伺服電機；2—伺服電機
圖1 伺服電機的安裝方法
因為增量式光電編碼器每掉轉1個辨別角就傳出1個差分信號，因而依據單脈沖的總數、減速比及滾珠絲桿牙距就能算出中移動構件的平行線偏移量。
如，某帶光電編碼器的伺服電機電機與滾珠絲桿直連（減速比1：1），光電編碼器1024單脈沖/轉，滾珠絲杠牙距8mm，在數控機床部位操縱終斷時間（位控周期時間）內記數1024單脈沖，則在該時間范圍里，操作臺中移動的間距為（1/1024）轉/單脈沖×8mm/轉×1024單脈沖=8mm。
在數控機床旋轉工作臺中，根據在回傳動軸尾端安裝伺服電機，可立即精確測量旋轉工作臺的角位移。
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主軸軸承操縱
一般數控車床上主軸軸承只需操縱轉速比，但有時候也是部位操縱規定。為主軸軸承配備的伺服電機通常具備兩只正交（相位差90°）的單脈沖輸出數據信號，用以精確測量轉動電動機的精準視角。
（1）主軸軸承同步控制（synchronous control）
說白了同步控制就是指主軸軸承轉動與縱坐標走刀的同歩的操縱，如外螺紋鉆削、剛度攻牙等。這時數控車床操作面板上的主軸軸承倍數電源開關、走刀倍數電源開關等必須要無效。
a．確保外螺紋導程（lead，雙頭外螺紋時，導程即是牙距）。根據對伺服電機輸出單脈沖的記數，確保主軸軸承每轉七天，數控刀片精確地中移動1個導程，如圖所示2圖示。CNC系統軟件依據程序編寫的主軸軸承轉速比S和外螺紋導程L（式1）計算走刀速率F。
圖2 外螺紋鉆削
式1中，F：走刀速率，mm/min；
S：主軸軸承轉速比，r/min
b．確保反復鉆削不隨便牙。通常的螺紋加工要歷經幾回鉆削能夠超過規定的外螺紋深度1，每一次設置1個固定不動的吃走刀的量時，剛開始下刀的部位務必同樣，即確保數控刀片是在鋼件圓上上的同一點兒選擇鋼件。為了確保反復鉆削不隨便牙，數控機床在接受到光電編碼器的1轉數據信號單脈沖后才剛開始外螺紋鉆削的測算。外螺紋鉆削命令為G33，如圖所示3圖示。
圖3 外螺紋鉆削命令G33
c. 剛度攻牙（rigid tapping）。主軸軸承控制電路為部位反饋控制，主軸電機的轉動與攻牙軸（Z軸）走刀徹底同歩。剛度攻牙方法下，立即應用與筒夾剛度聯接的絲錐，逐步實現髙速高精攻牙，如圖所示4圖示。
圖4 剛度攻牙
（2）恒線速操縱（Constant Surface Speed）
數控車床或數控磨床開展內孔或錐型面鉆削時，以便使生產加工粗糙度維持必須的標值，規定數控刀片與鋼件點接觸的角速度為恒值。恒線速鉆削命令為G96，如圖所示5圖示。
圖5 恒線速鉆削及命令G96
隨之數控刀片的軸向走刀及鉆削直徑D的慢慢減少或擴大，應不斷提升或減少主軸軸承轉速比S，維持切削用量Vc為恒值，如圖所示6圖示（式2）。
圖6 角速度（表層速率）的測算
（3）主軸軸承定項操縱（spindle orientation）
根據安裝在主軸軸承或主軸軸承電機上的伺服電機，保持數控機床全自動換刀或精鏜孔退刀時的主軸軸承定項操縱。
在數控機床中，鉆削轉距一般是根據主軸軸承上的內孔鍵和筒夾上的鍵槽來傳送的，因而每次全自動換刀時，都務必使筒夾上的鍵槽指向主軸軸承的內孔鍵，使數控車床換刀可以順利開展，這就是說主軸軸承定項（也稱之為主軸軸承準停），如圖所示7圖示。
圖7 數控刀片與主軸軸承相互配合
1---筒夾 2---主軸軸承內孔 3---內孔鍵
主軸軸承伺服電機得出部位檢驗數據信號，使主軸軸承精確地停在要求的部位上。通常選用1024ppr的單脈沖伺服電機，插口如圖所示8圖示。
圖8 用以主軸軸承定項的FANUC伺服電機插口
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限速
根據測算每秒鐘內光電編碼器輸出單脈沖（encoder pulse）的數量（即單脈沖頻率）就能體現當今電機的轉速比（speed），這類限速方式歸屬于大數字限速，因而光電編碼器能夠替代測速發電機（仿真模擬限速），如圖所示9圖示。
圖9 限速基本原理
式3中，n：軸速率（r/min）；
N：伺服電機每轉脈沖數（ppr）；
C：在間隔時間Tc內單脈沖總記數；
Tc：記數間隔時間（s）
測速率能夠無限累積精確測量，現階段增量式伺服電機在限速運用層面還是處于無可替代的流行部位。
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在溝通交流伺服電機電機中的運用
數控車床走刀驅動器用的溝通交流伺服電機電機為三相電溝通交流永磁同步電動機，內裝的光電編碼器有3個功效：
（1）如FANUC伺服電機中的格雷碼數據信號，檢驗電機電機轉子磁極相對性于電機定子繞阻的視角部位，進而使控制回路傳出相對的對稱性三相電數據信號，光耦電路依據那樣的三相電數據信號去驅動器電機定子三相電繞阻，使電機運行。
（2）出示交流伺服電機轉速比意見反饋數據信號，組成速率環。
（3）檢驗交流伺服電機角位移，出示部位意見反饋數據信號，保持部位伺服電機操縱，它是伺服電機的基本要素。
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零標示數據信號用以回機床坐標系操縱
伺服電機的零標示（1轉）數據信號用以數控車床每一次啟動時明確機床坐標系的部位。有關回機床坐標系，必須了解（戳灰字學習培訓）：
機床坐標系的界定
回機床坐標系實際操作
機床坐標系的部位挑選
增量式回機床坐標系的基本原理
總結
伺服電機，
握拳大，
光變電，
主要用途多。
測偏移，
就靠它。
哪兒運動衣哪兒，
數控車床精密度每個人夸。
（文/湯彩萍）
